罗斯蒙特公司先后推出了1151模拟电容式变送器、3051电容式智能变送器和3051S数字化智能变送器，新技术在变革着压力变送器性能和应用，昌晖仪表带大家透过3051S数字化智能变送器看看压力变送器发展趋势。
第一代罗斯蒙特压力变送器：模拟电容式变送器
这是中国人大量接触的第一代国外变送器，除了DR型微差压变送器的精度是0.5%以外，其余的大都是0.25%。其特点是采用可变电容工作原理，传输4-20mA模拟信号，就地显示表头为指针式，6:1左右的可变量程比，6个月的稳定性。
当西安仪表厂引进1151模拟式变送器后，产品较高的稳定性和低故障率，使它迅速占领了国内压力变送器市场。1985年昆明焦化制气厂选用了约两百台1151压力变送器，直到2016年因进口天然气管道引入昆明致使该厂停产，约80%的变送器三十年后仍在现场使用，下图为昆明焦化制气厂热电站使用的1151压力变送器。
昆明焦化制气厂热电站使用的1151压力变送器
当后期推出第二代、第三代压力变送器产品后，由于大量用户仍然钟情于1151变送器，罗斯蒙特公司在老产品中不断注入新技术，使之智能化、数字化，如采用HART协议实现了1151变送器的智能化，量程比扩大到15:1、40:1、50:1，精度提高到0.1%、0.075%，稳定性增加到两年。
第二代罗斯蒙特压力变送器：3051智能变送器
1988年推出的3051智能式变送器具有以下特点：传感元件采用微机械电子加工技术，安装有测温补偿元件及大规模集成电路组成的电路板；灵活的共平面过程连接方式，小型化使尺寸和重量进一步减少了50%；提高了变送器的性能，如量程比扩大到100:1，精度提高到0.075%，响应时间减少到100ms，稳定性提高到5年；支持一系列数字通信选项，将HART或罗斯蒙特公司的DE通信添加到4-20mA模拟信号中，同时传输模拟信号和数字信号；变送器就地显示表由模拟指针式改进为数字式；可用手操器就地组态或在控制系统上远程组态，实现远方设定或远方修改变送器组态数据。
将流量检测元件与差压变送器组合成一体化的差压流量计(见下图中左侧第二台变送器)很好解决了用户在现场经常面临的麻烦：泄漏点多，引压管长，检查与维护工作麻烦。还创新地开发了3095多参数变送器(见图3中左侧第一台变送器)，将压力、压差(DP)和温度测量结合成单一装置，在需要温压补偿的空气、蒸气及天然气等应用场合，用于质量流量的测量，在10:1的流量量程比范围内，精度可达到0.1%。
当后期推出第三代压力变送器产品后，又增加FF、PROFIBUS-PA现场总线选项和提供WirelessHART无线传输功能。
罗斯蒙特3051智能变送器
第三代罗斯蒙特压力变送器：3051S数字化智能变送器
2001年，罗斯蒙特公司推出第三代3051S数字化智能压力变送器(见下图)，采用了新的检测技术、安全仪表功能、自诊断功能和数字化通信能力。
3051S数字化智能变送器
下面聊聊3051S数字化智能压力变送器的主要六个特点：
1、检测技术先进
3051S变送器采用超级模块(SuperModule)设计及先进的土星(Satum)双传感器检测技术(见下图)，额外的传感环提供第二个电容测量做比较，减少滞后影响，使变送器零漂降低30%，过压性能提高10倍；改进了传感膜头制造工艺，提高了膜头精度和静压性能；改进充油工艺过程，优化了产品性能；采用新的专用集成电路ASIC技术，使变送器线性更好，精度更高；超级模块与单一电路板置于全焊接真空密封的不锈钢壳体内，因而消除了湿气、粉尘及其它现场恶劣环境对变送器测量的影响。
3051S变送器的超级模块原理图
①全焊接的密封设计；②316L不锈钢外壳；③土星检测技术；④共平面的过程隔离法兰；⑤多总线输出信号；⑥专用集成电路ASIC技术；⑦单一电路板
带毛细管的远传隔离密封式双法兰液位计常用于被测介质有腐蚀性、有固体悬浮物、粘稠的场合，现在5m以上的高量程液位测量可以采用电子远程传感器系统(ERS)，它取消了主法兰和副法兰之间的机械毛细管脉冲管线的连接，而采用主法兰和副法兰分别安装两个压力传感器，两个压力传感器之间用电缆连接组成“ERS局域网”进行同步数字差压测量。电子远程传感器系统响应时间缩短、安装维护成本降低、检测精度提高。
2、安全性能可靠
3051S变送器是按IEC61508经TüV认证，符合IEC-61511(过程工业安全标准)安全级别SIL2(单输入量模式)、SIL3(双输入量冗余模式)标准的产品。首次采用整体安全回路的方式来进行控制，安全数据和报警信息可在DCS操作界面中显示，同时储存在它的历史记录中，并能够被传送到AMS智能设备管理软件中进行统一归档和管理。
③自诊断能力强化
3015S还可进行更高级别的诊断，不仅检测自身运行的异常，而且还能检测通信路径的完整性、过程本身的健康状况和相关资产性能的异常。高级诊断功能可包括对引压管堵塞、接线盒浸水故障进行诊断。如发生堵塞时，虽然主变量未见明显变化，但能监测到主变量的过程噪声发生改变，从而实时监控堵塞的发生；如接线盒浸水，将导致回路中出现泄漏电流，相当于回路中“并联”或“串联”了额外的电阻，泄漏电流和仪表输出电流叠加在一起，导致DCS读数异常。
④通讯协议更齐全
3051S变送器在4-20mA+HART、FF的基础上增加了PROFIBUS-PA。
⑤新添无线传输功能
2008年，罗斯蒙特工程公司率先在全球推出符合过程自动化无线通信标准IEC 62591 WirelessHART的无线压力变送器，使得众多用户在新设计或工艺过程需要增加更多监测点时，安装更快速，维护更轻松，费用更节省，操作过程中可视性更高。从2007年开始的十一二年时间里，共投运14000个无线网络，总运行时间约20亿小时。
⑥性能指标提升
3051S变送器的精度0.025%，量程比扩大到200:1，响应时间100mS，稳定性达到10年以上。
下表简单对比了罗斯蒙特三代压力变送器的性能。
罗斯蒙特公司五十年前问世的1151电容式压力变送器开创了微位移式压力变送器的新时代，三十一年前3051智能式压力变送器和十八年前3051S数字化智能是压力变送器的开发也代表了当时的最先进产品水平。据说罗斯蒙特公司新一代压力变送器的研制工作早已开始，由于精度等指标已接近极限，所以未来罗斯蒙特压力变送器发展重点放在自诊断等数字化功能的开发上。
作者：方原柏
